1主題內(nèi)容與適用范圍
本標準規(guī)定了機械無級變速器（包括與各類傳動裝置復合成一體的機械無級變速器以下統(tǒng)稱變速器）試驗的一般要求、試驗臺與測試裝置、試驗項目與方法、數(shù)據(jù)采集與處理等。
本標準適用于各類變速器的產(chǎn)品定型鑒定、抽樣檢測及新開發(fā)樣機的試驗等。
2引用標準
GB3241聲和振動分析用的1/1和1/3倍頻程濾波器
GB3785聲級計的電、聲性能及測試方法
ZBY110轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩測量儀
ZBY111轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器
3試驗件的一般要求
3.1試驗件從待出廠的產(chǎn)品或樣機中隨機抽取。試驗臺數(shù)或抽樣數(shù)按試驗目的及相應要求決定。
3.2主要零件的材料、熱處理及加工等均應符合規(guī)定的技術要求。經(jīng)檢驗合格并應有檢查記錄，必要時在試驗前核查檢驗記錄或抽檢其主要項目。
4試驗臺及測試裝置
4.1試驗臺
試驗臺的驅(qū)動與加載方式應與試驗要求相適應，對試驗臺的主要要求：加載轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，其波動值應小于瞬時值的3％，運轉(zhuǎn)中根據(jù)要求能加載、卸載、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)。
4.2負載、轉(zhuǎn)速及溫度的測試儀器
測試負載、轉(zhuǎn)速的儀器儀表類型、規(guī)格、量程、精度與試驗要求相適應。測試項目為
轉(zhuǎn)矩（功率）、轉(zhuǎn)速，測試誤差不得超過讀數(shù)的1％。優(yōu)先選用ZBY111規(guī)定的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器與ZBY110規(guī)定的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測量儀。一般應在被試變速器的輸入、輸出軸端各裝一臺傳感器，直接測量被試件（僅附加聯(lián)軸器）的輸入、輸出轉(zhuǎn)矩（功率）、轉(zhuǎn)速。對電機直聯(lián)型變速器，在已知電機特性曲線的情況下允許只有在輸出端安裝傳感器。
變速器的油池或箱體溫度應采用量程為150C的半導體點溫計或數(shù)字式溫度計測定。
4.3安裝調(diào)試
試驗裝置應安裝在同一（或組合）平臺上，要求各部件找水平、對中，系統(tǒng)運轉(zhuǎn)靈活。
先進行靜調(diào)零，然后進行動調(diào)零，調(diào)零后允許轉(zhuǎn)矩顯示值多位讀數(shù)的前幾位為零，末位數(shù)不大于4。
4.4噪聲的測試儀器及方法
4.4.1噪聲測試儀器應采用GB3785規(guī)定的Ⅰ型或Ⅰ型以上的聲級計，亦可采用準確度相當?shù)钠渌麅x器。
4.4.2測試儀器在測量前后必須用精度不低于0.5dB的聲級校準器進行校準。
4.4.3被試變速器機體表面距離墻壁等高大物體至少2m。
4.4.4基本測量表面應選用半球測量表面或各面平行于基準體對應平面的矩形六面體測量表面，一般情況下，基準體的線性尺度不超過1.0m時，應選用半球測量表面。否則使用矩形六面體測量表面。
4.4.5半球測量表面的測點一般為5點，其中第1至第4測點的高度為250mm，測點的配置按圖1的規(guī)定，測量半徑r按下列情況決定：
a.對輸出軸中心高或整機高度的一半為90mm及以下的變速器測量半徑r為0.4m，對應于圖1中的R為0.31m，此時第5測點可取消。
b.對輸出軸中心高或整機高度的一半大于90mm，但不超過1m的變速器，測量半徑r為1m，對應于圖1中的R為0.97m。
4.4.6矩形六面體測量表面上的測點為5點，并應按圖2的規(guī)定配置，其中水平面的測點高度應為矩形六面體的高度之半，測點與基準體表面距離d為1m。
4.4.7當相鄰兩測點的A計權(quán)聲壓級之差為5dB及以上時，應在該兩測點間的測量面上增加測點。
4.4.8當測量的聲壓級與背景噪聲聲壓級之差小于或等于10dB時，應由表1查得其修正值，并按式（1）計算
。
表1
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測量聲壓級與背景聲聲壓級之差 |
＜6 |
6～8 |
9～10 |
＞10 |
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修正值K |
測量無效 |
1.0 |
0.5 |
0 |
式中：
——平均A計權(quán)聲壓級，dB(A);
LPAi——第i測點的A計權(quán)聲壓級，dB(A)。
Ki—第i測點背景噪聲的修正值；
N—測點數(shù)。
當各測點的A計權(quán)聲壓級之差不超過5dB時，可由式2計算LPA：
4.4.9變速器噪聲的評價參量為A計權(quán)聲功率級。由式（1）或式（2）得到平均A計權(quán)聲壓級后，A計權(quán)聲功率級可按式（3）計算：
式中： LWA—A計權(quán)聲功率級，dB（A）；
S—測量表面面積，m2。
S0—基準表面積，m2。
4.4.10級計讀數(shù)觀察周期不小于10s，讀數(shù)取自觀察周期內(nèi)表針擺動的平均值（偶爾出現(xiàn)的最大值和最小值不予考慮）。
4.4.11變速器的噪聲應在空載狀態(tài)下且其輸入及輸出轉(zhuǎn)速均為最高時進行測定，亦可按用戶要求在其他狀態(tài)下進行測定。
4.5振動的測試儀器及方法
4.5.1振動測試時應選用壓電式速度傳感器或加速度計，其類型及使用應符合有關規(guī)定。
4.5.2測量儀器系統(tǒng)，包括傳感器和顯示儀表，其測值偏差不大于±5％。
4.5.3振動測量值可為位移振幅值（雙副值）、振動速度或加速度的有效值。
4.5.4測量應在箱體軸承座處三個正交方向進行。三個方向中的兩個必須位于與回轉(zhuǎn)軸線相垂直的平面內(nèi)�？蔀樗狡矫婊蜇Q直平面，測點數(shù)目可由用戶及制造商決定。
4.5.5測量的觀察周期不得低于10s，讀數(shù)應取儀器顯示值的平均值。
4.5.6變速器的振動應在空載狀態(tài)下且其輸入及輸出轉(zhuǎn)速均為最高時進行測定，亦可按用戶要求在其他狀態(tài)下進行測定。
5試驗方法及數(shù)據(jù)處理
5.1試驗項目、步驟、方法
一般應按表2項目進行。對于根據(jù)用戶要求生產(chǎn)的樣機或小批量試制時，允許制造廠和用戶根據(jù)特定試驗目的的選擇表2中的若干項進行，或商議特殊的試驗項目及方法。
對于電機直聯(lián)型或其他無法進行臺架試驗的變速器，允許以不帶電機的同功率或轉(zhuǎn)矩的臥式變速器替代進行臺架試驗，但必須是同期同批生產(chǎn)的產(chǎn)品。
5.2試驗數(shù)據(jù)采集
試驗中應采集的數(shù)據(jù)包括：加載轉(zhuǎn)矩（功率）、轉(zhuǎn)速、噪聲、振動、溫度、時間等。
至少每半小時采集一次的數(shù)據(jù)有輸入與輸出轉(zhuǎn)速、輸入與輸出轉(zhuǎn)矩（功率）、潤滑油或機體溫度、環(huán)境濕度等，可從數(shù)顯儀上采集數(shù)據(jù)或打印機取數(shù)。轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩（或功率）值每次至少采集5組數(shù)據(jù)，同時記下采集數(shù)據(jù)的時間。
變速器的振動與噪聲應在規(guī)定條件下進行測定，并記錄相應的測量值及對應的轉(zhuǎn)速與時間。當需要進行頻譜分析時，應采用GB3241規(guī)定的倍頻程濾波器。
試驗過程中應定期觀察變速器各機件有無燒傷、點蝕、膠合及磨損等損傷或損壞現(xiàn)象發(fā)生，并應進行準確記錄。
試驗中出現(xiàn)的其他不正�，F(xiàn)象及試驗用潤滑油的種類及牌號等均應記錄。
表2
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類別 |
內(nèi)容 |
說明 |
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空載試驗 |
在額定輸入轉(zhuǎn)速及輸出轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的3～
5點，正、反向運轉(zhuǎn)各不少于1h，要求：
①運轉(zhuǎn)應平穩(wěn)，無沖擊、無異常振動及噪聲；
②各連接件、緊固件不松動；
③各密封處、接合處不滲油；
④潤滑充分，油池及軸承溫升正常；
⑤調(diào)速操作靈活，變速范圍符合設計要求。 |
對于采用手動、電動或自動等方式進行
調(diào)速的變速器，試驗時均應以其相應調(diào)速
方式在全變速范圍內(nèi)反復操作多次 |
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跑合試驗 |
空載試驗合格后，在其額定的輸入轉(zhuǎn)速及
輸出轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)4～6點（包括其最低及最
高轉(zhuǎn)速點），以其相應額定負荷的25％、
50％、75％逐級加載，累計試驗時間不得少
于4h，要求：
⑥各傳動件工作面接觸正常，無明顯磨損痕跡 |
對采用油池潤滑的變速器，跑合試驗后
便更換變速箱內(nèi)的潤滑油 |
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動態(tài)性能試驗 |
完成跑合試驗后，按本標準第4.4、4.5條
規(guī)定進行振動及噪聲的測試，之后以每分鐘
至少啟動5次進行高速啟動試驗。要求：
⑦啟動靈活，無任何損傷或損壞現(xiàn)象發(fā)生 |
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負載性能試驗 |
完成跑合試驗后，在每一規(guī)定輸入轉(zhuǎn)速
下，可按規(guī)定輸出轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的5～10點
（包括最低及最高轉(zhuǎn)速點，以其相應額定
負荷的50％、75％、100％逐級加載，每級載
荷試驗時間為達到系統(tǒng)溫度平衡不少于1h。
要求測定：
⑧轉(zhuǎn)矩（或功率）
⑨效率
⑩轉(zhuǎn)速和運轉(zhuǎn)時間；
11油池或箱體溫度
12滑動率及調(diào)速范圍；
13傳動件各表面接觸情況 |
對雙向工作或未注明旋轉(zhuǎn)方向的變速器
應進行正、反向試驗。單向工作的變速器
允許進行單向試驗，但試驗時的旋轉(zhuǎn)方向
應與實際工作旋轉(zhuǎn)方向相同。 |
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超載試驗 |
給定輸入轉(zhuǎn)速下，按輸出轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的3
～5點（包括其最低及最高轉(zhuǎn)速點）以其相
應額定負荷的120％運行不少于1min。要求：
14滑動率不應有明顯增加，一般不得超過
規(guī)定值兩個百分點；
15系統(tǒng)各機件不應有損壞現(xiàn)象發(fā)生 |
（1）超載試驗應在啟動以后加載，卸載以后制動。
（2）對要求超載百分比大于120％的變速
器，允許以其規(guī)定的百分比進行試驗并應
符合相應要求 |
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壽命試驗 |
在規(guī)定轉(zhuǎn)速及負荷條件下，變速器運轉(zhuǎn)壽
命應達到設計要求。
16檢查項目與⑧～13項相同 |
允許用工業(yè)應用試驗代替壽命試驗，但
工業(yè)直用實際負荷必須達到額定負荷的
70％以上，并應有準確的日記錄。 |
5.3數(shù)據(jù)處理
5.3.1試驗數(shù)據(jù)處理前，對其中的異常值應分析原因并慎重處理。
5.3.2轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的平均值
a.每次采集數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速平均值應分別按式（4）與式（5）計算
式中：
——每次采集數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)矩平均值，N·m；
Ti—每組數(shù)據(jù)中的轉(zhuǎn)矩值，N·m；
K—每次采集數(shù)據(jù)的組數(shù)；
——每次采集數(shù)據(jù)中的轉(zhuǎn)速平均值，r/min
ni—每組數(shù)據(jù)中的轉(zhuǎn)速值，r/min。
b.每級載荷下的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速平均值應分別按式（6）、式（7）計算：
式中：
——每級負荷的轉(zhuǎn)矩平均值，N·m；
——每級負荷的轉(zhuǎn)速平均值，r/min；
m—每級負荷采集數(shù)據(jù)的次數(shù)。
當將式（4）、式（6）中的丁用P代替時，同樣可求可得對應的功率平均值。
5.3.3變速器的總效率應按式（8）計算：
式中：η—變速器傳動總效率；
——次采集輸出轉(zhuǎn)矩的平均值，N·m；
——與T
2同時采集的輸入轉(zhuǎn)矩的平均值。N·m；
i—變速器傳動比；
ηL—變速器輸入、輸出軸端聯(lián)軸器的效率，且ηL=ηrlηcl；
ηL—輸入軸端聯(lián)軸器的效率；
ηcl—輸出軸端聯(lián)軸器的效率。
5.3.4變速器的滑動率應按式（9）計算：
式中：ε—滑動率；
——加載后的輸入及輸出轉(zhuǎn)速的平均值，r/min；
——空載時的輸入及輸出轉(zhuǎn)速的平均值，r/min；
5.3.5變速器的溫升應按式（10）計算：
Δt=t-t0 (10)
式中：Δt—油池或箱體溫升，C；
t—油池或箱體溫度，C；
t0—環(huán)境溫度，C。
5.3.6變速器的調(diào)速比應按式（11）計算：
式中：Rb—調(diào)速比；
—滿載時最高及最低輸出轉(zhuǎn)速的平均值，r/min。
6試驗報告
試驗報告一般包括下列內(nèi)容：
a.試驗目的與內(nèi)容；
b.試驗件型號、主要技術參數(shù)及性能指標；
c.試驗臺的基本結(jié)構(gòu)、原理與測試裝置；
d.試驗程序及測點配置；
e.試驗采集數(shù)據(jù)、表格或曲線；
f.試驗結(jié)果及分析；
g. 結(jié)論及建議等。
附加說明：
本標準由機械工業(yè)部西安重型機械研究所提出并歸口。
本標準有西安重型機械研究所和陜西機械學院負責起草
本標準主要起草人趙玉良、阮忠唐、張凱、梁集祥、楊俊梅。
